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大西 亮一*; Guo, Z.*; 木村 俊哉*; 岩宮 敏幸*
Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 12 Pages, 2000/09
多重原理複合計算の研究として、流体計算と構造計算の連成計算を行う基礎システムを、原研複合並列計算機システム上に統合化し、三次元翼の空力弾性計算を試みた。本論文では、ひととおりのシステム統合化を行うことにより得られた実践的アプローチを示している。主な特徴は次のとおりである。(1)非定常圧縮性流体を高解像度に解くオイラー流体コードと、直接積分法による構造コードをLoose Coupliing方式で統合化した。(2)流体コードと構造コードを分散処理化し同時実行するとともに、並列処理化を図り計算時間の低減に努めた。(3)流れ場と構造が一体化されたハイブリッドな格子を用いて連成計算を行った。(4)流体と構造間のインターフェースのために、移動格子と荷重変換の処理系を実現した。論文中では,基礎方式,実現方式,方式採用に至る議論,三次元翼解析への適用結果,などを述べた。
大西 亮一*; 木村 俊哉; Guo, Z.*; 岩宮 敏幸*
CEAS/AIAA/ICASE/NASA Langley Int. Forum on Aeroelasticity and Strucrual Dynamics 1999, (2), p.483 - 489, 1999/06
空力弾性解析のための計算モデル構築技法について述べる。モデルは流体力学と構造力学の計算コードを用いて空気力学的な構造変形と応力変化を動的に計算するためのもので、問題として高アスペクト比後退翼の遷音速流中での弾性変形計算に適用した例を示す。また、分散処理を適用し、複合シミュレーションを用いるための複合環境構築のためのアプローチ等を示す。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 太田 高志*; 郭 智宏*
航空宇宙技術研究所特別資料, p.265 - 269, 1998/02
構造変形を考慮した空気力学的特性の評価のために、流体解析と構造解析の連成を行う方程式を示す。Navier-stokes式による流体コードと、有限要素構造解析コードをMPMD方式で並列的に実行する手法を述べる。流体コードと構造コードの連成計算は、圧力や変位を両コード間で交換しながら進める。この為、流体格子と構造要素の合体格子の生成、構造荷重の設定や構造変形に適合させた流体格子変形についても、方式案を示す。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 郭 智宏*; 岩宮 敏章*
AIAA-98-4837, p.1004 - 1010, 1998/00
流体構造連成計算のための形状モデルの自動生成を行い高アスペクト比翼の遷音速空弾性解析を試みた。モデルは概念設計レベルで必要とされる、中規模精度モデルで内部と外部構造の多面体で構成され、流体力学計算格子と構造有限要素の生成に使用される。このようなデータを連成計算プログラムに入力し、連成計算を行った。プログラムは、流体計算と構造計算を並列的に行う方式と、逐次的に行う方式のものを準備し、計算結果と計算速度の比較を行った。これより、計算結果に大差は無い反面、並列実行を行った場合60%以上の処理速度向上が得られた(VP-300上にて)。本研究で試みた方式や得られた知見は、複合シミュレーションの実現に対し、有益である。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 太田 高志*; Guo, Z.*
Parallel Computational Fluid Dynamics, p.667 - 673, 1998/00
流体力学と構造力学の連成を行い、空力と構造の相互作用を考慮した総合的な特性評価を行うシミュレータの開発について記述する。本研究は航空宇宙技術研究所との共同研究で行っているもので、本論文では流体コードと構造コードを並列処理により統合する方式、圧力や構造変形データを両コード間で変換しながら連成計算を進める為の方式等を述べる。又、流体力学計算は有限差分法で、構造力学計算は有限要素法で数値的に解く為、流体用の差分格子と構造用の有限要素法を合成した連成格子の自動生成方式についても述べる。大規模計算コードの接合による連成計算は並列計算機にとって最も適した問題と言え、今後盛んに行われる分野と思われる。
大西 亮一*; 木村 俊哉; 岩宮 敏幸*; Guo, Z.*
Proc. of 16th AIAA Applied Aerodynamics Conf., p.41 - 47, 1998/00
空力弾性解析を行うための連成計算システムの開発に関し、システム構成、並列計算機上での実装方式、高速航空機の主翼の遷音速空弾性計算に適用した例を示す。主翼の一次・二次構成をモデル化し、変形可能な流体格子と構造要素を合体生成し、連成計算のソルバーコードによって計算を行う。空力コードはNavier-Stokes式を有限差分法により解くものを、構造コードは非線形構造式を有限要素法により解くものを用い、両者の同時実行によって連成計算を実現している。このためにMessage Passing Interface(MPI)ライブライリを使い並列処理を大幅に適用した。本研究の特徴は、内部構造も含む複雑構造物の計算モデルを構築し、直接解法による3次元空弾性計算を精密に解く点にある。これにより、翼桁やりで等の配置や、衝撃波生成や翼端渦発生等、現実的な状況でのシミュレーションを行うことを目標としている。